塑料模具材料

第五章塑料模具材料塑料模具材料5．1塑料模具的工作條件、失效形式與性能要求5．2塑料模具材料的選用

5.2.1滲碳型塑料模具鋼5.2.2調(diào)質(zhì)型塑料模具鋼5.2.3淬硬型塑料模具鋼 5.2.4預(yù)硬型塑料模具鋼 5.2.5時效硬化型塑料模具鋼 5.2.6耐蝕塑料模具鋼 5.2.7其它塑料模具材料 5．3塑料模具鋼的選用及熱處理

塑料模具材料隨著塑料制品在工業(yè)及日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛,塑料模具工業(yè)對模具鋼的需求也越來越大。在塑料成型加工中,模具的質(zhì)量對產(chǎn)品質(zhì)量的保證作用是不言而喻的。

塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的方向發(fā)展,對塑料模具鋼的性能的要求越來越高,塑模鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料種類、制品用途、生產(chǎn)批量、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求而定。塑料模具材料5.1.1塑料模具的分類與工作條件（1）塑料模具的分類

按照塑料制品的原材料的性能和成型方法，可以把塑料模具分為兩大類：①熱固性塑料模

②熱塑性塑料模：

按照成型方式的不同，可以把塑料模分為：

①注射成型模；②壓縮成型模；③擠壓成型模；④氣動成型模。塑料模具材料（2）塑料模的工作條件

①熱固性塑料壓縮模：熱固性塑料壓縮模的工作溫度一般為160-250℃,工作時型腔承受的壓力大，一般為160-200MPa,個別要達到600MPa。工作時型腔面易磨損，并承受一定的沖擊負荷和腐蝕作用。用這類模具壓制各種膠木粉制作時，在原材料中加入一定量的粉末填充劑，并在熱壓狀態(tài)下成型，所以熱負荷和機械負荷都較大，而填充劑致使型腔磨損也較嚴重。塑料模具材料

②熱塑性塑料注射模：熱塑性塑料注射模的工作溫度在180℃以下，承受的工作壓力和磨損不像在壓縮模那么嚴重，有些塑料在加熱以后的熔融狀態(tài)能分解出HCl和HF氣體，對模具型腔面有較大的腐蝕性。塑料在加熱成型時一般不含固體填充料或含固體填充料的很少，所以，注入型腔時對型腔磨損小。如果含有玻璃纖維填料，則大大加劇對流道和型腔的磨損。塑料模具材料

5.1.2塑料模具的失效形式塑料模具的失效形式主要有磨損，腐蝕，變形和斷裂等。

①磨損：熱固性塑料對模具表面產(chǎn)生嚴重摩擦，結(jié)果導致模具表面拉毛，粗糙度變大而失去光澤，這會影響塑料制品的外觀質(zhì)量。在此情況下，模具應(yīng)定期卸下拋光，經(jīng)過多次拋光后，型腔尺寸將會超差而失效。特別是塑料中含有云母粉，硅砂，玻璃纖維等固體有機填料時，會明顯加劇型腔的磨損，不僅會使型腔表面粗糙度值增加，也會使模具型腔尺寸變化。塑料模具材料②腐蝕：塑料模受腐蝕后將會導致模具表面的腐蝕磨損，從而加劇其磨損效應(yīng)。③變形：模具在持續(xù)受熱，受壓條件下工作后，會發(fā)生局部塑性變形而實效，例如：生產(chǎn)中常用的滲碳鋼或碳素工具鋼制膠木模，在菱角處受負荷最大而產(chǎn)生塑性變形，出現(xiàn)表面起皺，凹陷，麻點甚至棱角塌歪等；或者分型面變形間隙擴大導致飛邊增大而使塑件報廢。如果是小型模具在大噸位壓力機上超載使用，更容易出現(xiàn)這種失效形式。塑料模具材料④斷裂：塑料模多數(shù)形狀復雜。存在許多凹角，薄邊等。這些部位易造成應(yīng)力集中，當韌性不足時，就會導致開裂。斷裂的主要原因是由于結(jié)構(gòu)，溫差而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，熱應(yīng)力，或因回火不足，在使用溫度下，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，引起的局部體積膨脹，在模具內(nèi)部產(chǎn)生的組合應(yīng)力所致。塑料模具材料5.1.3對塑料模具材料的性能要求①較高的耐熱性：②足夠的強度和硬度③良好的耐磨性④良好的耐蝕性⑤良好的切削加工性⑥良好的鏡面拋光率⑦良好的電加工性⑧良好的花紋圖案光蝕性塑料模具具材料5.2.1塑料模具具用鋼的的分類表1塑料模具具用鋼分分類塑料模具具材料5.2.2滲碳型塑塑料模具具用鋼滲碳型塑塑料模具具用鋼主主要用于于冷擠壓壓成型的的塑料模模。為了便于于冷擠壓壓成型，，這類鋼鋼在退火火態(tài)需有有高的塑塑性和低低的變形形抗力，，成型復復雜型腔腔時，退退火硬度度要低于于100HBS，成型淺淺型腔時時，其退退火硬度度要低于于160HBS。因此，對對這類鋼鋼要求有有低的或或超低的的含碳量量，同時時鋼中加加入能提提高淬透透性而固固溶強化化鐵素體體效果又又小的合合金元素素，如Cr，Ni。為了提提高耐磨磨性，這這類鋼在在冷加壓壓成型后后一般都都進行滲滲碳和淬淬火處理理，表面面硬度可可達58~62HRC。塑料模具具材料10鋼，20鋼是最簡簡單，最最便宜的的滲碳鋼鋼，經(jīng)滲滲碳后雖雖然表面面有高強強度，高高耐磨性性，但因因為淬透透性差，，心部強強度低，，故只適適宜于承承受載荷荷較小，，要求不不高的塑塑料模具具。對于于截面大大，承受受重載荷荷的用滲滲碳鋼制制造的塑塑料模具具，必須須根據(jù)實實際使用用，采用用不同級級別的合合金滲碳碳鋼。常用的滲滲碳型塑塑料模具具鋼主要要有20,20Cr，12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼，以及及國內(nèi)最最新研制制的冷成成型專用用鋼0Cr4NiMoV（LJ），LJ鋼用于冷冷擠壓塑塑料模具具的專用用鋼種。。塑料模具具材料該鋼使用用于制造造中、小型型塑料模模具。為了提提高模具具型腔的的耐磨性性，模具具成型后一一般需要要進行滲滲碳處理理，然后再再進行淬淬火和低低溫回火火，從而而保證模模具表面面具有很很高硬度度、高耐耐磨性而而心部具具有很好好的韌性性。對于于使用壽壽命要求求不很高高的模具具，也可可以直接接進行調(diào)調(diào)質(zhì)處理理表220Cr鋼的化學學成分ω/%塑料模具具材料20Cr鋼比相同同含碳量量的碳素素鋼的強強度和淬淬透性都都明顯地地高，油淬到到半馬氏氏體硬度度的淬透透性為Φ20～23mm。這種鋼鋼淬火低低溫回火火后具有有良好的的綜合力力學性能能，低溫溫沖擊韌韌性良好好，回火火脆性不不明顯。。該鋼滲滲碳淬火火表面強強化處理理后，模模具表面面獲得細細針狀的的馬氏體體，硬度度為58~62HRC；心部部獲得得低碳碳馬氏氏體組組織，，硬度度在35~40HRC。滲碳時時鋼的的晶粒粒有長長大傾傾向，，所以以要求求二次次淬火火以提提高心心部韌韌性，，不宜宜降溫溫淬火火。塑料模模具材材料12CrNi3A鋼屬于于合金金滲碳碳鋼，，含C量較低低，且且含Ni較多，，有利利的提提高了了該鋼鋼的韌韌性和和淬透透性，，12CrNi3A比12CrNi2A鋼有更更高的的淬透透性，，因此此，可以用用于制制造比比12CrNi2A鋼截面面稍大大的零零件，，適宜宜冷擠擠壓成成型。。主要用用于冷擠壓壓成型型的形形狀復復雜的的淺型型腔塑塑料模模具和和大，，中型型切削削加工工成型型的塑塑料模模具。。表312CrNi3A鋼的化化學成成分ω/%塑料模模具材材料該鋼淬淬火低低溫回回火或或高溫溫回火火后都都具有有良好好的綜綜合力力學性性能，，鋼的的低溫溫韌性性好，，缺口口敏感感性小小，切切削加加工性性能良良好，，當硬硬度為為HB260～320時，相相對切切削加加工性性為60%～70%。另外外，鋼鋼退火火后硬硬度低低、塑塑性好好，因因此，，既可可以采采用切切削加加工方方法制制造模模具，，也可可以采采用冷冷擠壓壓成型型方法法制造造模具具。為提高高模具具型腔腔的耐耐磨性性，模模具成成型后后需要要進行行滲碳碳處理理，然然后再再進行行淬火火和低低溫回回火，從而而保證證模具具表面面具有有高硬硬度、、高耐耐磨性性而心心部具具有很很好的的韌性性，該該鋼適適宜制制造大大、中中型塑塑料模模具。。但該該鋼有有回火火脆性性傾向向和形形成白白點的的傾向向。塑料模模具材材料（3）0Cr4NiMoV（LJ）LJ鋼是華華中理理工大大學與與大冶冶鋼廠廠合作作研制制的一一種冷冷擠壓壓成型型塑料料模具具鋼。。此鋼鋼有優(yōu)優(yōu)良的的退火火軟化化能力力，經(jīng)經(jīng)常規(guī)規(guī)退火火后，，硬度度能降降至HB100左右，，具有有很好好的冷冷擠壓壓成型型能力力。表4LJ鋼的化化學成成分ω/%塑料模模具材材料LJ鋼冷成成型性性與工工業(yè)純純鐵相相近，，用冷冷擠壓壓的方方式成成型的的模具具型腔腔輪廓廓清晰晰，光光潔，，精度度高。。LJ鋼具有有良好好的鍛鍛造性性能和和熱處處理工工藝性性。退退火硬硬度為為100-105HBS，可順順利的的進行行冷擠擠壓成成型，LJ鋼滲碳碳速度度快，，滲層層深度度比20鋼多高高一倍倍。通過過固體體滲碳碳工藝藝，表表面硬硬度達達58~60HRC，心部部硬度度為27~29HRC，熱處處理變變形微微小。。LJ鋼主要要用來來替代代10鋼，20鋼及工工業(yè)純純鐵等等冷擠擠壓成成型的的精密塑塑料模模。由于于滲碳碳淬硬硬層較較深，，不會會出現(xiàn)現(xiàn)型腔腔表面面塌陷陷和內(nèi)內(nèi)壁咬咬傷的的現(xiàn)象象，使使用效效果良良好。。塑料模模具材材料6.2.3預(yù)硬型型塑料料模具具鋼6.2.3預(yù)硬型型塑料料模具具鋼5.2.3預(yù)硬型型塑料料模具具鋼所謂預(yù)預(yù)硬型型塑料料模具具鋼就就是供供應(yīng)時時已預(yù)預(yù)先進進行了了熱處處理，，并使使之達達到模模具使使用態(tài)態(tài)硬度度，該該硬度度變化化范圍圍較大大，較較低硬硬度為為25~35HRC，較高高硬度度為40~50HRC，在這這些硬硬度條條件下下把模模具加加工成成型后后，不不再進進行熱熱處理理而直直接使使用，，避免免由于于熱處處理而而引起起的模模具變變形和和開裂裂，從從而保保證了了模具具的制制造精精度。。塑料模模具材材料我國近近年研研究的的預(yù)硬硬型塑塑料模模具鋼鋼，大大多數(shù)數(shù)是以以中碳碳鋼為為基礎(chǔ)礎(chǔ)，加加入適適量的的Cr，Mn，Ni，Mo，V等合金金元素素制成成。為為了解解決在在較高高硬度度下切切削加加工難難度大大的問問題，，通過過向鋼鋼種加加入S，Ca，Pb，Se等元素素，以以改善善切削削加工工性能能，從從而制制得易易切削削預(yù)硬硬鋼，，它們們可使使模具具在較較高硬硬度下下順利利完成成車，，鉆，，銑，，鏜，，磨等等加工工過程程。有些預(yù)預(yù)硬鋼鋼可以以在模模具成成型后后進行行滲氮氮處理理，在在不降降低基基體使使用硬硬度的的前提提下使使模具具的表表面硬硬度和和耐磨磨性顯顯著提提高。。塑料模模具材材料常用的的預(yù)硬硬型的的塑料料模具具鋼可可以分分為兩兩類：：一類類是結(jié)結(jié)合塑塑料模模具要要求單單獨開開發(fā)的的鋼種種，如如3Cr2Mo(美國)，3Cr2MnNiMo（瑞典典）鋼鋼等；；另一一類是是借用用合金金結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼和和一些些熱作作模具具鋼的的成熟熟鋼號號，如如40Cr，42CrMo，3CrMnSiNi2A，5CrNiMo，5CrMnMo，4Cr5MoSiV1,4Cr5MoSiV等。塑料模模具材材料3Cr2Mo(P20)系列鋼鋼中的的主要要鋼種種及化化學成成分見見表5，由表表可見見，該該系列列鋼屬屬于中中碳合合金鋼鋼。表5部分3Cr2Mo系列鋼鋼的成成分塑料模模具材材料①3Cr2Mo鋼該鋼與與美國國通用用型塑塑料模模具鋼鋼P20是同一一類型型鋼。。生產(chǎn)產(chǎn)中多多采用用電爐爐熔煉煉，真真空除除氣和和特殊殊脫氧氧處理理，因因此，，鋼的的純凈凈度較較高。。不僅僅鏡面面拋光光性比比較好好，而而且力力學性性能均均勻。。該鋼鋼含Cr，Mo量較高高，故故淬透透性好好，通通常采采用調(diào)調(diào)質(zhì)預(yù)預(yù)硬處處理，，預(yù)硬硬硬度度為30~36HRC。為了了增加加表面面耐磨磨性，，可以以在成成型加加工后后進行行表面面處理理，如如鍍Cr，滲碳碳處理理等。。該鋼主主要用用于中中，小小型或或大型型復雜雜，精精密塑塑料模模。塑料模模具材材料②3Cr2NiMo(P4410)該鋼是是P20的改進進型，，即在在3Cr2Mo鋼的基基礎(chǔ)上上添加加質(zhì)量量分數(shù)數(shù)為1.8%~1.2%的Ni，由于于Ni的作用用，該該鋼具具有更更高的的淬透透性，，強韌韌性和和抗蝕蝕性。。該鋼鋼采用用真空空脫氣氣，鋼鋼包噴噴粉精精煉。。鋼錠錠經(jīng)水水壓機機后后進行行粗加加工，，再經(jīng)經(jīng)超聲聲波探探傷后后進行行調(diào)質(zhì)質(zhì)熱處處理。。因此此，該該鋼純純凈度度高，，組織織致密密，鏡鏡面拋拋光性性好，，表面面粗糙糙度Ra值達0.01~0.005um。該鋼鋼調(diào)質(zhì)質(zhì)預(yù)硬硬化處處理硬硬度為為32~36HRC，具有有良好好的車車，銑銑，磨磨等加加工性性能。。塑料模模具材材料可采用局局部淬火火的方法法：采用用火焰對對局部表表面加熱熱至800~825℃，然后后空冷或或用壓縮縮空氣冷冷卻，使使局部表表面淬硬硬至56~62HRC，以增加加模具的的使用壽壽命。該該鋼的焊焊接性良良好，模模具局部部損壞可可用補焊焊法修補補。PP4410鍍Cr后。鍍層層與基體體金屬結(jié)結(jié)合良好好，表面面硬度可可達1000HV，可顯著著提高模模具的耐耐磨性和和耐蝕性性。該鋼主要要用于優(yōu)優(yōu)質(zhì)預(yù)硬硬型截面面厚度≥≥250mm的塑料制制品，如如電視機機外殼，，洗衣機機面板等等。塑料模具具材料5CrMnNiMoVSCa鋼的化學學成分w/%該鋼屬于于S，Ca復合系易易切削預(yù)預(yù)硬化模模具鋼，，其Wc為0.57，合金元元素總質(zhì)質(zhì)量分數(shù)數(shù)小于4%。該鋼采采用噴射射冶金技技術(shù)，從從而消除除了硫化化物分布布不均導導致的有有害影響響，有效效地提高高了該鋼鋼的韌性性，均勻勻性和等等方向性性。研究究表明，，硫化物物夾雜不不影響鋼鋼的鏡面面拋光性性，因此此該鋼不僅僅具有良良好的切切削加工工性，而而且鏡面面拋光性性也好，，蝕刻花花紋圖案案清晰逼逼真，并并在使用用中又較較強的保保持模具具鏡面的的能力。。表76CrMnNiMoVSCa鋼的化學學成分w/%塑料模具具材料5NiSCa鋼預(yù)硬化化處理后后的硬度度為35~45HRC，在次預(yù)預(yù)硬狀態(tài)態(tài)下可順順利進行行各種機機械加工工，鏡面面拋光后后表面粗粗糙度Ra值可達到到0.05~0.025um。拋光后后的模具具，置于于大氣中中容易銹銹蝕氧化化，應(yīng)及及時鍍Cr或滲氮處處理，既既保護型型腔表面面，又增增加表面面硬度和和耐磨性性。5NiSCa鋼可用于于制作型型腔復雜雜，精密密的大，，中，小小型注射射模，橡橡膠模和和膠木模模。模具具質(zhì)量和和壽命超超過P20系列鋼，，接近進進口模具具的先進進水平，，如5NiSCa鋼制的透透明窗模模具，預(yù)預(yù)硬硬度度為40HRC，表面粗粗糙度與與進口P20相同，壽壽命50萬件，進進口P20同類模具具壽命僅僅為20萬件。又又如：5NiSCa制的磁帶帶內(nèi)盒模模具，預(yù)預(yù)硬硬度度為40~45HRC，平均壽壽命200萬件，同同樣超過過進口的的同類模模具。塑料模具具材料（3）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）鋼表88Cr2MnWMoVS鋼的化學學成分w/%該鋼具有有高碳多多元合金金化的成成分特點點，加入入S獲得易切切削的性性能。它它經(jīng)860~900℃空淬，160~250℃回火處于于高硬狀狀態(tài)，可可用作薄薄板精密密件冷沖沖裁模；；它經(jīng)調(diào)調(diào)質(zhì)硬態(tài)態(tài)處理，，可用于于多種塑塑料模具具。由于于淬透性性好，空空冷淬透透直徑達達100mm以上，空淬硬硬度為61.5~62HRC，熱處理變形形小，并具有有良好的強韌韌性和高的耐耐磨性。塑料模具材料料8Cr2S的預(yù)硬處理工工藝一般為860~880空淬，550~620℃回火二次，，每次2h,的硬度為44~48HRC，經(jīng)此調(diào)質(zhì)預(yù)預(yù)處理后，可可用高速鋼或或硬質(zhì)刀具進進行車，刨，，銑，鏜，鉆鉆，攻絲等常常規(guī)加工，其其切削加工性性能與退火T10A鋼（200HBS）相當。該鋼鋼經(jīng)電渣重溶溶，材質(zhì)均勻勻，組織細密密，純凈度高高，其磨削和和拋光加工性性能良好。采采用相同的研研磨加工，其其表面粗糙度度比一般合金金工具鋼低。。8Cr2S鋼作為預(yù)硬度度鋼適宜于制制作各種類型型的塑料模，，膠木模，陶陶土磁料模以以及印刷線路路板沖孔模，，使用壽命較較一般的合金金工具鋼高2~3倍。塑料模具材料料（4）Y55CrNiMnMoV(SM1)及Y20CrNi3AlMnMo（SM2）這兩種鋼都是是加S的易切削塑料料模具鋼，均均為預(yù)硬態(tài)供供應(yīng)，預(yù)硬度度為35~40HRC，其中SM2鋼淬回火硬度度略低于SM1鋼。這兩種易切削削效果明顯，，性能穩(wěn)定，，綜合性能明明顯優(yōu)于45鋼，使用壽命長，均可用來制制造各類塑料料模具以及膠膠木線路板沖沖孔模，精沖沖模導向板等等，使用效果果顯著，部分分模具的使用用壽命見表9塑料模具材料料表9部分模具使用用壽命塑料模具材料料5.2.4淬硬性塑料模模具鋼對于負荷較大大的熱固性塑塑料模和注射射模，除了型型腔表面應(yīng)有有高耐磨性之之外，還要求模具基體體既有較高的的強度，硬度度和韌性，以以避免或減少少模具在使用用中產(chǎn)生塌陷陷，變形和開開裂現(xiàn)象。這類模具可可選用淬硬型型塑料模具用用鋼來制造。。塑料模具材料料常用的淬硬型型塑料模具鋼鋼有：碳素工具鋼（如T7A，T10A）,低合金冷作模模具鋼（如9SiCr，9Mn2V,CrWMn，GCr15,7CrSiMnMoV鋼等），Cr12型鋼（如Cr12MnV鋼），高速鋼（如W6Mo5Cr4V2鋼），基體鋼和某些些熱作模具鋼鋼等。這些鋼的最最終熱處理一一般是淬火加加低溫回火（（少數(shù)采用中中溫回火和高高溫回火），，熱處理硬度度通常在45~50HRC以上。塑料模具材料料碳素工具鋼僅適用于制作作尺寸不大，，受力較小，，形狀簡單以以及防變形要要求不高的塑塑料模，利用用其淬透性低低的特點來制制作要求表面面耐磨而心部部有一定韌性性的凹模是十十分適宜的；；低合金冷作模模具鋼主要用于制作作尺寸較大，，形狀較復雜雜的精度較高高的塑料模；；Cr12MoV鋼適宜制作要求求高耐磨的大大型，復雜和和精密的塑料料模；W6Mo5Cr4V2鋼適于制作要要求強度高和和耐磨性好的的塑料模；熱熱作模具鋼適適合于制作有有較高強韌性性和一定耐磨磨性要求的塑塑料模。塑料模具材料料另外，GD鋼也是近年新推推廣使用的一一種淬硬性塑塑料模具鋼，，由于該鋼強強韌性高，淬淬透性和耐磨磨性好，淬火火變形小，成成本低，用此此鋼取代Cr12MoV鋼或基體鋼制制作大型，高高耐磨，高精精度塑料模，，不僅降低了了成本，而且且提高了模具具的使用壽命命。塑料模具材料料5.2.5時效型塑料模模具鋼時效硬化型塑塑料模具用鋼鋼的共同特點點是碳含量低低、合金度較較高，經(jīng)高溫溫淬火(固溶處理)后，鋼處于軟軟化狀態(tài)，組組織為單一的的過飽和固溶溶體。采用此類鋼制制造塑料模具具時，可在固固溶處理后進進行模具的機械成型加工工，然后通過時效處理，使模具獲得得使用狀態(tài)的的強度和硬度度，這就有效效地保證了模模具最終尺寸寸和形狀的精精度。時效型塑料模模具鋼可分為為馬氏體時效鋼鋼和析出硬化型時時效鋼，下面分別作作說明:塑料模具材料料時效處理：指合金工件件經(jīng)固溶處理理，冷塑性變變形或鑄造，，鍛造后，在在較高的溫度度放置或室溫溫保持其性能能，形狀，尺尺寸隨時間而而變化的熱處處理工藝。若若采用將工件件加熱到較高高溫度，并較較短時間進行行時效處理的的時效處理工工藝，稱為人工時效處理理，若將工件放放置在室溫或或自然條件下下長時間存放放而發(fā)生的時時效現(xiàn)象，稱稱為自然時效處理理。時效處理的目目的，消除工件的的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)穩(wěn)定組織和尺尺寸，改善機機械性能等。。塑料模具材料料介紹幾種時效效硬化型塑料料模具用鋼:25CrNi3MoAl鋼;18Ni類鋼鋼;06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼;10Ni3MnCuAlMoS（PMS）鏡面塑料料模具鋼;Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼;塑料模具材料料該鋼相當于日日本的MASI鋼，屬于低碳碳馬氏體時效效鋼，經(jīng)固溶溶處理-時效后，具有有很高的強度度和韌性，又又有良好的耐耐蝕型，而且且時效變形小小，主要用來制作作高精度，超超鏡面，型腔腔復雜，大截截面，大批生生產(chǎn)的塑料模模具。但這類鋼含含Ni量高，價格昂昂貴，應(yīng)用受受到限制。（1）18Ni類鋼塑料模具材料料（2）25CrNi3MoAl該鋼是國內(nèi)研研制的一種低低Ni時效鋼，適用用制作各種塑塑料模具。用于制作高精精密塑料模具具時，熱處理理工藝與一般般精密塑料模模具相同，但但為了進一步步減小時效變變形，在模具具的半加工后后，應(yīng)進行去去應(yīng)力回火，，即加熱到650℃保溫1h，以消除粗加加工，半精加加工中產(chǎn)生的的應(yīng)力，然后后再進行精加加工，經(jīng)此處處理后，時效效變形率為-0.01%~0.02%。塑料模具材料料該鋼不僅鏡面面加工性良好好，圖案蝕刻刻性能優(yōu)良，，光刻圖案清清晰均勻，而而且，滲氮工工藝性良好，滲氮后表面面可達1100HV以上的硬度。。該鋼還可以用于制制造冷擠壓型型腔的塑料成成型模。冷擠壓成型型是在模具毛毛坯經(jīng)淬火高高溫回火軟化化處理后進行行的。冷加壓壓型腔成型后后，應(yīng)進行真真空時效處理理或滲氮處理理。塑料模具材料料（3）06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼此鋼屬于低Ni馬氏體時效鋼鋼，價格比18Ni類鋼低得多，，該鋼突出的優(yōu)優(yōu)點是熱處理理變形小，時效處理后后的變形率僅僅為0.02~0.05%，這是高碳鋼鋼和易切削所所不及的。固溶處理后硬硬度為25~28HRC。在此硬度值值下，切削加加工性能和拋拋光性能都很很好，經(jīng)機械械加工成型及及鉗工修理和和拋光后進行行時效處理，，時效后的硬硬度為43~48HRC，變形率?0.05%，并且具有良好好的綜合力學學性能和一定定的耐蝕性能能，以及良好好的滲N，鍍Cr，焊接工藝性性。塑料模具材料料該鋼適用于制制造精度比較較高又必須淬淬硬（≥40HRC）的精密塑料料模，比用調(diào)調(diào)質(zhì)鋼和碳素素工具鋼可提提高壽命2倍以上，例如如，制作的磁磁帶盒模具，，其平均壽命命可達110萬次以上。塑料模具材料料（4）10Ni3CuAlMoS（PMS）鋼PMS鋼是一種新型型的Ni-Cu-Al系失效硬化型型塑料模具鋼鋼，因鏡面加加工性能好，，也被稱為鏡鏡面塑料模具具鋼。此鋼熱熱處理后獲得得貝氏體和馬馬氏體雙相組組織，具有良良好的綜合力力學性能，淬淬透性高，熱熱處理變形小小，切削加工工性能良好，，可作鏡面拋拋光，適用于制造有有鏡面要求和和精細花紋圖圖案蝕刻性能能要求的透明明塑料和其他他各種熱塑料料的成型模具具。滲N處理后還可用用于制造添加加無機纖維的的增強工程塑塑料制品成型型模具。塑料模具材料料PMS鋼具有良好的的鍛造性能，鍛造溫度范范圍為850~1150℃。固溶處理溫溫度為840~900℃，空冷至室溫溫后硬度為30~35HRC。經(jīng)650℃高溫回火后硬硬度可降至25HRC左右，此時，，鋼材有極好好的塑性，可可進行高精度度型腔的擠壓壓成型。再經(jīng)經(jīng)時效處理后后仍能獲得較較高的強度和和40~43HRC的硬度。PMS鋼中含有合金金元素Al，Al有N有極好的化合合能力，因此此PMS鋼的滲氮能力力強，并且失效溫溫度和滲氮溫溫度極為接近近，在滲氮處處理的同時也也可以進行時時效錘煉。滲滲氮后使模具具的表面硬度度再次提高，，因而增強了了其耐磨性和和抗黏著性。。PMS鋼還具有良好好的焊接性，可對損壞的的模具進行補補焊修復.塑料模具材料料（5）Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼屬于含S系中合金失效效硬化易切削削預(yù)硬鋼。它具有良好的的綜合力學性性能，加工工工藝性和優(yōu)良良的鏡面拋光光性能，可滲滲氯。用于高高精度模具。。Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼中加入Al，在時效時可可以析出硬化化相Ni3Al。加入Cr的主要作用是是提高鋼的淬淬透性，因此此Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼比PMS鋼的淬透性稍稍高，加入S和Mn，可以形成易易切削相MnS，因此，SM2鋼的切削性能能優(yōu)于PMS。塑料模具材料料Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼的鍛造工工藝與SM1相同，鍛后不不必退火。SM2鋼的固溶加熱熱溫度為870~930℃，硬度為28HRC，具有良好的的切削加工性性能，加工成成型后經(jīng)500~520℃時效處理，硬硬度為40HRC。對于要求型型腔表面光潔潔，精度較高高的模具，可可在此硬度下下進行精加工工，拋光表面面。SM2鋼具有好的滲滲氯，氮碳共共滲，離子滲滲氯，氧氮共共滲工藝性能能。SM2鋼已經(jīng)在紗管管模，三角尺尺模，牙刷模模，相機模，，玩具模，線線路板模等方方面得到了廣廣泛應(yīng)用，完完全可以取代代進口材料。。塑料模具材料料在生產(chǎn)聚氯乙乙烯，聚苯乙乙烯添加阻燃燃劑為原料的的塑料制品時時，模具材料料必須具有一一定的耐腐蝕蝕性能。常用用來制作模具具的耐蝕鋼有有3CCr13,4Cr13,9Cr18，Cr18MoV，Cr18Mo，Cr14Mo4V，1Cr17Ni2等不銹鋼和馬馬氏體實效不不銹鋼。5.2.6耐腐蝕型塑料料模具鋼塑料模具材料料常用于制作塑塑料模具的高高C高Cr型耐蝕鋼有9Cr18，Cr18MoV，Cr14Mo，Cr14Mo4V，PCR，4Cr13，1Cr17Ni2等。高C高Cr型耐蝕鋼屬于于萊氏體鋼，，必須通過鍛鍛造使粗大碳碳化物均勻分分布，鋼坯的鍛造造加熱溫度為為1100~1130℃始鍛溫度為1050~1080℃，終鍛溫度為為850~900℃。鍛后砂冷或或灰冷。為降低鍛造后后的硬度，改改善切削加工工性能，并為為淬火做好組組織準備，鍛后應(yīng)進行球球化退火，退火組織為為粒狀珠光體體和均勻分布布的碳化物，，退火硬度為為179~255HBS。（1）高C高Cr型耐蝕鋼塑料模具材料料4Cr13屬于馬氏體不不銹鋼，嚴格格的講，只能耐大氣和和水蒸氣腐蝕蝕。在熱處理后后能獲得較高高的硬度和耐耐磨性，可用用于制造要求求一定耐蝕性性能的塑料模模具。（2）中C高Cr型耐蝕蝕鋼——4Cr134Cr13的淬火火溫度度一般般選擇擇在1040-1060℃，4Cr13鋼通常常在兩兩種回回火狀狀態(tài)下下使用用。當當要求求高硬硬度和和高耐耐蝕性性時刻刻在200-350℃溫度回回火；；當要要求強強度，，塑性性和沖沖擊韌韌度有有最佳佳配合合且耐耐蝕性性又較較高時時，則則采用用650-750℃回火。。4Cr13的軟化化處理理，可可以來來用在在750~800℃溫度進進行高高溫回回火2-6h，也可可采用用在875-900℃溫度保保溫1-2h，以15-25℃/h的速度度冷至至于低低于600℃出爐空空冷。。退火火硬度度為170-200HBS。塑料模模具材材料1Cr17Ni2鋼屬于于馬氏氏體型型不銹銹耐酸酸鋼，，對于氧氧化酸酸類，，鹽類類的水水溶液液由良良好的的耐蝕蝕性。1Cr17Ni2鋼具有有較高高的強強度和和硬度度，而而且耐耐蝕性性能較較4Cr13好，缺點是是有脆脆性傾傾向，，焊接接性較較差。。(3)低碳鉻鉻鎳型型耐蝕蝕鋼—1Cr17Ni21Cr17Ni2的淬火火溫度度一般般為1000℃℃，與4Cr13不銹鋼鋼一樣樣，也也是在在淬火火后低低溫回回火或或高溫溫回火火具有有較高高的耐耐腐蝕蝕性能能。淬淬火后后經(jīng)250~300℃回火，，基體體組織織為回回火馬馬氏體體，鋼鋼的強強度，，硬度度較高高，耐耐磨性性好，，而且且具有有高的的耐蝕蝕性能能。高高溫回回火溫溫度在在600~700℃，鋼的的基體體組織織為回回火索索氏體體，具具有較較好的的強度度和韌韌性配配合，，而且且也具具有較較好的的耐蝕蝕性能能。塑料模模具材材料6.2.7其他塑塑料模模具材材料1.銅合金金2.鋁合金金3.鋅合金金6.2.7其他塑塑料模模具材材料1.銅合金金2.鋁合金金3.鋅合金金塑料模模具材材料5.3.1模具材材料的的選用用一般地地說，，應(yīng)根根據(jù)模模具生生產(chǎn)和和使用用條件件的要要求，，結(jié)合合模具具材料料的性性能和和其他他因素素，來來選擇擇適合合要求求的模模具材材料。。在塑塑料制制品成成型模模具中中，塑料的的種類類，生產(chǎn)的的批量量，塑料的的復雜雜程度度，尺寸精精度和表面粗粗糙度度等質(zhì)質(zhì)量要要求是決定定塑料料模具具材料料的主主要因因素。。塑料模模具材材料由于成成型塑塑料的的種類類不同同和對對塑料料制品品的尺尺寸，，形狀狀，精精度，，表面面粗糙糙度等等的不不同要要求，，對塑塑料模模具用用材料料分別別提出出了耐耐磨損損，耐耐腐蝕蝕，耐耐壓，，無磁磁性，，微變變形和和鏡面面磨削削等不不同的的要求求。塑塑料模模具成成型零零件用用材料料大致致可分分以下下幾種種類型型：5.3.1.1塑料模模具成成型零零件的的選用用塑料模模具材材料（1）成型型通用用型塑塑料的的模具具材料料用于生生產(chǎn)聚聚乙烯烯，聚聚丙烯烯等通通用型型塑料料制品品的模模具。。①當生生產(chǎn)批批量較較小，，尺寸寸精度度和表表面粗粗糙度度無特特殊要要求，，而且且模具具截面面不大大時，，可以以采用用碳素素鋼45鋼或低低碳鋼鋼10，20鋼制造造。②當生生產(chǎn)批批量較較大，，模具具尺寸寸較大大或形形狀復復雜，，精度度要求求高的的工件件時，，則采采用淬淬透性性較高高的合合金模模具鋼鋼。③當成成型對對精度度和表表面粗粗糙度度要求求很高高的塑塑料制制品時時，往往往采采用經(jīng)經(jīng)過電電渣重重熔或或真空空自耗耗電極極重熔熔的合合金模模具鋼鋼。塑料模模具材材料（2）成型型增強強塑料料的模模具材材料對于生生產(chǎn)添添加玻玻璃纖纖維等等無機機增強強劑的的熱塑塑性塑塑料注注射成成型模模具和和熱固固性塑塑料擠擠壓成成型模模具，，為了了提高高模具具型腔腔表面面的耐耐磨性性，這這類塑塑料模模具通通常采采用冷冷作模模具鋼鋼制造造。（3）成型型腐蝕蝕性塑塑料模模具材材料對生產(chǎn)產(chǎn)聚氯氯乙烯烯，氟氟塑料料或添添加阻阻燃劑劑的阻阻燃塑塑料成成型模模具，，由于于在成成型的的過程程中模模具接接觸腐腐蝕性性介質(zhì)質(zhì)，應(yīng)應(yīng)選用用耐蝕蝕性好好的塑塑料模模具鋼鋼。塑料模具材材料（4）成型磁性性塑料的模模具材料成型磁性塑塑料的模具具，一般多多選用無磁磁模具材料料制造，如如不銹鋼模模具經(jīng)滲氮氮處理后使使用，或采采用Mn13型耐磨奧氏氏體鋼或無無磁鋼，如如70Mn15Cr4Al3V2WMo。（5）成型透透明塑料料制品的的模具對于成型型透明塑塑料制品品的模具具，一般般選用實實效硬化化鋼制造造，如06Ni